CN104169716A - 生物传感器 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种能够抑制在保存状态下介体被还原的技术。试剂层(酶层(106b)、介体层(106c))中含有酶和介体以及不具有氧原子双键的亲水性高分子，该试剂层分离地层叠于亲水层(106a)，该亲水层(106a)含有具有氧原子双键的亲水性高分子。因此，成为介体的周围被不具有氧原子双键的亲水性高分子包围的状态，所以能够防止在保存状态下介体层(106c)中含有的介体与亲水层(106a)的作为亲水性高分子的CMC接触，能够抑制介体被亲水层(106a)的具有氧原子双键的亲水性高分子还原。

Description

生物传感器

技术领域

本发明涉及一种生物传感器，该生物传感器具备：电极层，设有含有工作电极和对电极的电极系；隔离层，形成有用于形成腔部的狭缝且被层叠于电极层；覆盖层，形成与腔部连通的空气孔且被层叠于隔离层；以及反应层，被设置于工作电极和对电极。

背景技术

已知有如下的物质的测定方法：使用生物传感器500，如图8的以往的生物传感器所示，该生物传感器500具备电极系和反应层503，上述电极系含有工作电极501和对电极502，上述反应层503含有与测定对象物质特异性地反应的酶，试样中含有的测定对象物质与反应层503发生反应，由此生成还原物质，通过在工作电极501与对电极502之间施加电压对上述生成的还原物质进行氧化而得到氧化电流，计量该氧化电流，由此进行测定对象物质的定量(参照例如专利文献1)。

图8所示的生物传感器500是用于定量试样中含有的葡萄糖的传感器，是层叠如下部件而形成的，即，在聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚酰亚胺等绝缘性基板上设置电极而形成的电极层504；覆盖层506；以及被夹持地配置在电极层504与覆盖层506之间的隔离层505。另外，在隔离层505中设有狭缝，该狭缝用于形成供给试样的腔部507，通过在电极层504上隔着隔离层505层叠并粘接覆盖层506，从而由电极层504、隔离层505的狭缝的部分以及覆盖层506形成供给试样的腔部507。而且，利用狭缝的开口部分，从在生物传感器500的侧面形成的试样导入口向腔部507供给试样。另外，为了顺利地进行基于毛细管现象的试样向腔部507中的供给，在覆盖层506中形成有与腔部507的终端部连通的空气孔506a。

另外，在电极层504设有工作电极501和对电极502，通过设置分别与这些电极501、502电连接的电极图案，从而在电极层504形成电极系。另外，在工作电极501和对电极502上设有反应层503，工作电极501和对电极502分别以在形成于生物传感器500的腔部507中露出的方式设置于电极层504。

因此，当由液体构成的试样从试样导入口被供给至腔部507时，在腔部507中露出的各电极501、502和反应层503与试样接触，并且反应层503溶解于试样。

另外，被设置在工作电极501和对电极502上的反应层503由亲水层503a和试剂层503b形成，上述亲水层503a被设置于电极层504上且含有作为亲水性高分子的羧甲基纤维素(CMC)，上述试剂层503b被层叠于亲水层503a且含有与试样中含有的葡萄糖特异性地反应的葡萄糖氧化酶和作为介体(电子受体)的铁氰化钾。而且，各电极501、502被在电极层504上设置的亲水层503a保护，并且防止试剂层503b的剥离。

另外，铁氰化钾溶解于试样而生成的铁氰酸根离子被在葡萄糖与葡萄糖氧化酶反应而被氧化成葡萄糖酸内酯时释放的电子还原成作为还原体的亚铁氰酸根离子。因此，当含有葡萄糖的试样从试样导入口被供给至在生物传感器500中形成的腔部507时，铁氰酸根离子被通过氧化葡萄糖而释放的电子还原，因此，仅以与试样中含有且因酶反应而被氧化的葡萄糖的浓度相应的量，生成作为铁氰酸根离子的还原体的亚铁氰酸根离子。

在这样构成的生物传感器500中，通过将酶反应的结果所产生的介体的还原体在工作电极501上氧化而得到的氧化电流成为依赖于试样中的葡萄糖浓度的大小，因此，能够通过计量该氧化电流来进行试样中含有的葡萄糖的定量。

专利文献

专利文献1：日本特开2001-281202号公报(第0017、0018段，图2等)

发明内容

然而，已知血液试样中含有红细胞等血细胞，上述氧化电流的大小受到表示血液试样中血细胞的容积比例的红细胞比容值的大小的影响。因此，在上述生物传感器500中，利用被设置于电极层504上且含有作为亲水性高分子的CMC的亲水层503a，由此过滤血液试样而抑制血细胞向电极层方向的移动，从而实现减少与红细胞比容值的差异伴随的对测定精度产生的影响。

然而，已知CMC等亲水性高分子会将试剂层503b中含有的介体还原。因此，例如在保存生物传感器500的状态下，如果介体被亲水层中含有的亲水性高分子还原，则在计量上述氧化电流时，因被亲水性高分子还原的介体发生氧化而产生的氧化电流也作为背景电流与作为计量对象的氧化电流一并被计量，因此测定精度变差。因此，在生物传感器500中，通过将含有亲水性高分子的亲水层503a和含有介体的试剂层503b分离地层叠来防止亲水层503a中含有的亲水性高分子与试剂层503b中含有的介体的反应。

然而，即使如上所述将亲水层503a和试剂层503b分离地层叠，亲水性高分子与介体的反应也会从亲水层503a和试剂层503b接触的界面缓慢地进行，从而使用了生物传感器500的测定精度变差，因此寻求技术的改善。

本发明是鉴于上述课题而进行的，其目的是提供一种能够抑制在保存状态下介体被还原的技术。

为了实现上述目的，本发明的生物传感器的特征在于，具备：电极层，在绝缘性基板的一面设有含有工作电极和对电极的电极系；隔离层，形成有狭缝且被层叠于上述电极层的上述一面，上述狭缝被配置在上述工作电极和上述对电极的前端侧；腔部，由上述电极层和上述狭缝形成而供给试样；覆盖层，形成与上述腔部连通的空气孔，被覆上述腔部且被层叠于上述隔离层；以及反应层，被设置于在上述腔部露出的上述工作电极和上述对电极的前端侧，其中，上述反应层具备：亲水层，被设置于上述电极层上且含有具有氧原子双键的亲水性高分子；和试剂层，被层叠于上述亲水层且含有与测定对象物质反应的酶和介体以及不具有氧原子双键的亲水性高分子(技术方案1)。

在这样构成的发明中，在由隔离层的狭缝形成的腔部露出的工作电极和对电极的前端侧设置的反应层具备：亲水层，含有具有氧原子双键的亲水性高分子；和试剂层，含有酶和介体以及不具有氧原子双键的亲水性高分子。亲水性高分子具有氧原子双键时，认为具有氧原子双键的官能团通过对介体进行亲核攻击而将介体还原，但在与含有具有氧原子双键的亲水性高分子的亲水层分离并层叠的试剂层中，含有酶和介体以及不具有氧原子双键的亲水性高分子。

因此，成为介体的周围被不具有氧原子双键的亲水性高分子包围的状态，所以能够防止在保存状态下试剂层中含有的介体与亲水层的亲水性高分子接触，能够抑制介体被亲水层的亲水性高分子还原。另外，通常具有氧原子双键的亲水性高分子与不具有氧原子双键的亲水性高分子相比，阻止血细胞等的移动的效果高，由于在电极层上设置的亲水层中含有具有氧原子双键的亲水性高分子，所以例如血液试样被供给至生物传感器的腔部时，血液试样被亲水层的亲水性高分子高效率地过滤而阻止血液试样中含有的血细胞的移动，因此能够减少与血液试样的红细胞比容值的差异伴随的对测定精度产生的影响。因此，利用本试剂结构，能够兼顾抑制介体的还原和减少与红细胞比容值的差异伴随的对测定精度产生的影响，能提供准确且可靠性高的生物传感器。

另外，上述反应层在上述亲水层与上述试剂层之间可以进一步具备中间层，该中间层含有上述不具有氧原子双键的亲水性高分子(技术方案2)。

由此，在亲水层与试剂层之间设有含有不具有氧原子双键的亲水性高分子的中间层，利用中间层可防止亲水层中含有的具有氧原子双键的亲水性高分子与试剂层中含有的介体接触，因此能够进一步抑制试剂层中含有的介体被亲水层的亲水性高分子还原。

另外，上述试剂层优选具备：酶层，含有上述酶和上述不具有氧原子双键的亲水性高分子；和介体层，含有上述介体和上述不具有氧原子双键的亲水性高分子(技术方案3)。

由此，由含有酶和不具有氧原子双键的亲水性高分子的酶层以及含有介体和不具有氧原子双键的亲水性高分子的介体层形成试剂层，由于为酶和介体被分离的状态，所以能够抑制在保存状态下介体被酶还原。

另外，上述介体层可以层叠于上述酶层上(技术方案4)。

由此，在酶层上层叠有介体层，酶层被配置在更靠近电极层的位置。由于酶的移动性小于介体，所以与在介体上层叠酶的情况相比，电极附近的酶·介体量更多，传感器的响应性和测定精度提高。

另外，上述不具有氧原子双键的亲水性高分子优选含有羟丙基甲基纤维素、羟丙基纤维素、甲基纤维素、羟乙基纤维素、羟乙基甲基纤维素、聚乙烯醇、聚乙二醇中的至少一种(技术方案5)。

由此，通过在试剂层中含有羟丙基甲基纤维素、羟丙基纤维素、甲基纤维素、羟乙基纤维素、羟乙基甲基纤维素、聚乙烯醇、聚乙二醇中的至少一种作为不具有氧原子双键的亲水性高分子，能够防止试剂层中含有的介体被还原，并且能够防止试剂层从亲水层剥离，因此能够提供实用构成的生物传感器。

另外，上述具有氧原子双键的亲水性高分子优选至少含有羧甲基纤维素(技术方案6)。

由此，通过在电极层上设置至少含有羧甲基纤维素作为具有氧原子双键的亲水性高分子的亲水层，能够防止被层叠于亲水层的试剂层发生剥离。另外，例如血液试样被供给至生物传感器的腔部时，由于血液试样被亲水层的亲水性高分子过滤而阻止血液试样中含有的血细胞的移动，所以能够减小与血液试样的红细胞比容值的差异伴随的对测定精度产生的影响。

根据本发明，由于成为介体的周围被不具有氧原子双键的亲水性高分子包围的状态，所以能够防止在保存状态下试剂层中含有的介体与亲水层的亲水性高分子接触，能够抑制介体被亲水层的亲水性高分子还原。另外，在例如血液试样被供给至生物传感器的腔部时，由于血液试样被亲水层的具有氧原子双键的亲水性高分子高效率地过滤而阻止血液试样中含有的血细胞的移动，所以能够减小与血液试样的红细胞比容值的差异伴随的对测定精度产生的影响。因此，利用本试剂结构，能够兼顾抑制介体的还原和减少与红细胞比容值的差异伴随的对测定精度产生的影响，能够提供准确且可靠性高的生物传感器。

附图说明

图1是表示本发明的第1实施方式涉及的生物传感器的图，图1(a)是分解立体图，图1(b)是立体图。

图2是图1的生物传感器的腔部部分的横截面图。

图3是表示本发明的第1实施方式涉及的生物传感器的制造方法的图，图3(a)～(c)分别表示不同的工序。

图4是表示生物传感器的保存期间与背景电流的关系的图。

图5是表示本发明的第2实施方式涉及的生物传感器的腔部部分的横截面图。

图6是本发明的第3实施方式涉及的生物传感器的腔部部分的横截面图。

图7是本发明的第4实施方式涉及的生物传感器的腔部部分的横截面图。

图8是表示以往的生物传感器的图。

具体实施方式

＜第1实施方式＞

参照图1～图4对本发明的第1实施方式涉及的生物传感器和该生物传感器的制造方法进行说明。

(生物传感器的构成和制造方法)

图1是表示本发明的第1实施方式涉及的生物传感器的图，图1(a)是分解立体图，图1(b)是立体图。图2是图1的生物传感器的腔部部分的横截面图。图3是表示本发明的第1实施方式涉及的生物传感器的制造方法的图，图3(a)～(c)分别表示不同的工序。

本发明的生物传感器100具有含有工作电极101和对电极102的电极系，以及含有介体和与测定对象物质反应的酶的反应层106，被安装于测定器(省略图示)而进行使用。即，向在被安装于测定器的生物传感器100的前端侧设置的腔部103供给的血液等试样中含有的葡萄糖等测定对象物质与被设置于生物传感器100的反应层106反应，由此生成还原物质，通过在工作电极101与对电极102之间施加电压将上述生成的还原物质氧化而得到氧化电流，计量该氧化电流，由此进行试样中含有的测定对象物质的定量。

即，如图1和图2所示，生物传感器100是以下部件在设置有试样导入口103a的前端侧整齐的状态下层叠并粘接而形成的，上述部件如下：电极层110，由陶瓷、玻璃、塑料、纸、生物降解性材料、聚对苯二甲酸乙二醇酯等绝缘性材料形成，且设有含有工作电极101和对电极102的电极系；覆盖层130，形成与腔部103连通的空气孔105；隔离层120，形成有用于形成腔部103的狭缝104且被电极层110和覆盖层130夹持地配置。另外，在工作电极101和对电极102上设有反应层106，该反应层106含有与试样中含有的葡萄糖等测定对象物质反应的酶。而且，通过从后端侧插入到测定器的规定的插入口而进行安装，从而将生物传感器100安装于测定器。

该实施方式中，电极层110由绝缘性基板形成，该绝缘性基板由聚对苯二甲酸乙二醇酯等绝缘性材料构成。另外，在形成电极层110的绝缘性基板的一面利用网版印刷或溅射蒸镀法形成导电层，该导电层由铂、金、钯等贵金属或碳、铜、铝、钛、ITO(Indium Tin Oxide：氧化铟锡)、ZnO(Zinc Oxide：氧化锌)等导电性物质构成。然后，通过对形成于绝缘性基板的一面的导电层实施激光加工或光刻而形成图案，从而形成电极系，该电极系含有工作电极101和对电极102以及电极图案101a、102a，该电极图案101a、102a在将生物传感器传感器芯片100安装于测定器时，将工作电极101和对电极102分别与测定器电连接。

另外，工作电极101和对电极102以各自的前端侧在腔部103中露出的方式配置。另外，工作电极101和对电极102各自的后端侧的电极图案101a、102a延伸至与试样导入口103a相反一侧的电极层110的边缘、即未层叠隔离层120的电极层110的边缘而形成。

接下来，在如上所述形成的电极层110上层叠隔离层120。隔离层120由基板形成，该基板由聚对苯二甲酸乙二醇酯等绝缘性材料构成，在基板的前端边缘部的大致中央形成用于形成腔部103的狭缝104。而且，狭缝104被配置于工作电极101和对电极102的前端侧，隔离层120以局部被覆电极层110的一面的方式被层叠，由此由电极层110和狭缝104形成供给试样的腔部103。

接着，利用等离子体对在电极层110上层叠隔离层120而形成的腔部103部分进行清洗处理后，形成反应层106。应予说明，在等离子体清洗工序中使用的等离子体可使用在利用氧等离子体、氮等离子体、氩等离子体等等离子体进行的金属活化处理中使用的各种等离子体，可以是减压等离子体也可以是大气压等离子体。

如图3(a)～(c)所示，反应层106通过如下方式形成，即，在将覆盖层130层叠于隔离层120之前，在腔部103中露出的工作电极101和对电极102的前端侧依次滴加含有羧甲基纤维素(CMC)等具有氧原子双键的亲水性高分子的试剂201、含有酶和不具有氧原子双键的亲水性高分子的试剂202、以及含有介体和不具有氧原子双键的亲水性高分子的试剂203。另外，为了顺利地向腔部104供给血液等试样，在腔部103内壁涂布表面活性剂、磷脂质等亲水化剂。

具体而言，反应层106具备：亲水层106a，被设置在电极层110上且含有具有氧原子双键的亲水性高分子；酶层106b，被层叠在亲水层106a上且含有酶和不具有氧原子双键的亲水性高分子；介体层106c，被层叠在酶层106b上且含有介体和不具有氧原子双键的亲水性高分子，通过如下方式形成。

即，如图3(a)所示，从滴加装置200向腔部103滴加规定量的含有CMC作为具有氧原子双键的亲水性高分子的试剂201并干燥，由此形成亲水层106a(亲水层形成工序)。接下来，如图3(b)所示，从滴加装置200向腔部103滴加规定量的含有酶和作为不具有氧原子双键的亲水性高分子的甲基纤维素的试剂202并干燥，由此形成酶层106b(酶层形成工序)。

接着，如图3(c)所示，从滴加装置200向腔部103滴加规定量的含有介体和作为不具有氧原子双键的亲水性高分子的羟丙基甲基纤维素的试剂203并干燥，由此形成介体层106c(介体层形成工序)，从而形成反应层106。

应予说明，上述例子中，是在腔部103中形成酶层106b后，在酶层106b上形成介体层106c，但也可以是在腔部103中形成介体层106c后，在介体层106c上形成酶层106b。像以上那样，在该实施方式中，利用酶层106b和介体层106c构成本发明的“试剂层”。

另外，作为酶，可使用葡萄糖氧化酶、乳酸氧化酶、胆固醇氧化酶、醇氧化酶、肌氨酸氧化酶、果糖胺氧化酶、丙酮酸氧化酶、葡萄糖脱氢酶、乳酸脱氢酶、醇脱氢酶、羟丁酸脱氢酶、胆固醇酯酶、肌酐酶、肌酸酶、DNA聚合酶等，可根据要检测的测定对象物质(葡萄糖、乳酸、胆固醇、醇、肌氨酸、果糖胺、丙酮酸、羟丁酸等)选择这些酶，从而形成各种传感器。

例如，如果使用葡萄糖氧化酶或葡萄糖脱氢酶，则可形成检测血液试样中的葡萄糖的葡萄糖传感器，如果使用醇氧化酶或醇脱氢酶，则可形成检测血液试样中的乙醇的醇传感器，如果使用乳酸氧化酶，则可形成检测血液试样中的乳酸的乳酸传感器，如果使用胆固醇酯酶与胆固醇氧化酶的混合物，则可形成总胆固醇传感器。

另外，作为介体，可使用铁氰化钾、二茂铁，二茂铁衍生物、苯醌、醌衍生物、锇配合物、钌配合物等。

另外，作为具有氧原子双键的亲水性高分子，可使用具有羰基、酰基、羧基、醛基、磺基、磺酰基、亚砜基、甲苯磺酰基、硝基、亚硝基、酯基、酮基、烯酮基等的聚合物。

另外，作为不具有氧原子双键的亲水性高分子，可使用羟丙基甲基纤维素、羟丙基纤维素、甲基纤维素、羟乙基纤维素、羟乙基甲基纤维素、聚乙烯醇、聚乙二醇等。应予说明，在试剂202、203中，与酶和介体一起混合的不具有氧原子双键的亲水性高分子作为增粘剂发挥功能。另外，具有氧原子双键的亲水性高分子和不具有氧原子双键的亲水性高分子分别可以组合两种以上使用。

另外，作为亲水化剂，可使用TritonX100(Sigma-Aldrich公司制)、Tween20(东京化成工业社制)、双(2-乙基己基)磺基琥珀酸钠等表面活性剂，卵磷脂等磷脂质。另外，亲水化剂除了如上所述涂布于腔部103以外，也可以分别与试剂202、203混合而滴加于腔部103中，或者在形成试剂层之后滴加于腔部104中。也可以涂布在覆盖层130的隔离层侧的面。另外，为了减小试样中含有的离子浓度的差异，可以设计磷酸等缓冲剂。

接下来，在腔部103中形成反应层106后，在隔离层120上层叠覆盖层130，由此形成生物传感器100，上述覆盖层130由基板形成，该基板由聚对苯二甲酸乙二醇酯等绝缘性材料构成。如图1(a)、(b)所示，在将覆盖层130层叠于隔离层120时，在覆盖层130中形成有与腔部103连通的空气孔105，覆盖层130被覆腔部103而层叠于隔离层120。

应予说明，在该实施方式中，生物传感器100是以进行血液中的葡萄糖的定量为目的而形成的，将反应层106设置于在腔部103中露出的工作电极101和对电极102的前端侧，反应层106含有以FAD(黄素腺嘌呤二核苷酸)为辅酶的GDH(葡萄糖脱氢酶)(以下，标记为FAD-GDH)作为酶且含有铁氰化钾作为介体，上述酶与作为测定对象物质的葡萄糖特异性地反应，上述介体被由作为测定对象物的葡萄糖与FAD-GDH的反应生成的电子还原而成为还原物质。

在这样构成的生物传感器100中，通过使由血液构成的试样与前端的试样导入口103a接触，利用毛细管现象将试样向空气孔105吸引而供给至腔部103。而且，通过使被供给至腔部103的试样溶解于反应层106，从而利用试样中的作为测定对象物质的葡萄糖与FAD-GDH的酶反应而释放电子，铁氰酸根离子被释放的电子还原而生成作为还原物质的亚铁氰酸根离子。然后，在生物传感器100的工作电极101与对电极102之间施加电压(例如0.3V)，对由反应层106溶解于试样所发生的氧化还原反应而生成的还原物质进行电化学氧化，计量因该电化学氧化而在工作电极101与对电极102之间流通的氧化电流，由此在测定器中进行试样中的葡萄糖的定量。应予说明，在生物传感器100的工作电极101与对电极102之间施加电压后，计量3～5秒后的电流值作为氧化电流。

(背景电流的比较例)

图4是表示生物传感器的保存期间与背景电流的关系的图，横轴表示保存期间(h)，纵轴表示背景电流的大小(μA)。另外，该图中的◆表示酶层106b和介体层106c不含有不具有氧原子双键的亲水性高分子的以往的生物传感器的背景电流，该图中的■表示本实施方式的生物传感器100的背景电流。应予说明，背景电流的测定通过将背景电流测定用的试样供给至腔部103后，与通常的步骤同样地计量氧化电流而进行。

如图4所示，伴随着生物传感器的保存期间的延长，以往的生物传感器中背景电流经时增大，与此相对，本实施方式的生物传感器100中，背景电流的增大被抑制。

如上所述，根据该实施方式，在由隔离层120的狭缝104形成的腔部103中露出的工作电极101和对电极102的前端侧设置的反应层106设置于电极层110上，并且具备含有CMC的亲水层106a、层叠于亲水层106a且含有酶和甲基纤维素的酶层106b、以及层叠于酶层106b且含有介体和羟丙基甲基纤维素的介体层106c。当亲水性高分子具有氧原子双键时，认为具有氧结合的双键的官能团通过对介体进行亲核攻击而将介体还原，但在与含有具有氧原子双键的亲水性高分子的亲水层106a分离地层叠的试剂层(酶层106b、介体层106c)中，含有酶和介体以及不具有氧原子双键的亲水性高分子。

因此，成为介体的周围被作为不具有氧原子双键的亲水性高分子的羟丙基甲基纤维素包围的状态，所以，能够防止在保存状态下介体层106c中含有的介体与亲水层106a的作为亲水性高分子的CMC接触，能够抑制介体被亲水层106a的CMC还原。

另外，通常，具有氧原子双键的亲水性高分子阻止血细胞等的移动的效果高于不具有氧原子双键的亲水性高分子，由于在电极层110上设置的亲水层106a中含有具有氧原子双键的CMC，所以血液试样被供给至生物传感器100的腔部103时，血液试样被亲水层106a的CMC高效率地过滤而阻止血液试样中含有的血细胞的移动，因此能够减小与血液试样的红细胞比容值的差异伴随的对测定精度产生的影响。因此，能够提供准确且可靠性高的生物传感器100。

另外，由含有酶和不具有氧原子双键的甲基纤维素的酶层106b以及含有介体和不具有氧原子双键的羟丙基甲基纤维素的介体层106c形成试剂层，由于为酶和介体被分离的状态，所以能够抑制在保存状态下酶与介体发生反应。

另外，在酶层106b上层叠有介体层106c，酶层106b被配置于更靠近电极层110的位置。由于酶的移动性小于介体，所以与在介体上层叠酶的情况相比，电极附近的酶·介体量更多，传感器的响应性和测定精度提高。

另外，通过在试剂层中含有羟丙基甲基纤维素、羟丙基纤维素、甲基纤维素、羟乙基纤维素、羟乙基甲基纤维素、聚乙烯醇、聚乙二醇中的至少一个作为不具有氧原子双键的亲水性高分子，能够防止试剂层中含有的介体被还原，并且能够防止试剂层从亲水层106a剥离，因此能够提供实用构成的生物传感器110。

另外，通过在电极层110上设置至少含有CMC作为具有氧原子双键的亲水性高分子的亲水层106a，能够防止层叠于亲水层106a的试剂层发生剥离。另外，血液试样被供给至生物传感器100的腔部103时，血液试样被亲水层106a的亲水性高分子过滤而阻止血液试样中含有的血细胞的移动，因此能够减少与血液试样的红细胞比容值的差异伴随的对测定精度产生的影响。如上所述，通过采用本试剂结构，能够兼顾抑制利用CMC进行的介体还原所带来的背景电流增加的效果、和减少来源于CMC的红细胞比容值的差异所导致的测定精度偏差的效果。因此，能够提供准确且可靠性高的生物传感器100。

＜第2实施方式＞

参照图5对本发明的第2实施方式涉及的生物传感器进行说明。图5是本发明的第2实施方式涉及的生物传感器的腔部部分的横截面图。该实施方式与上述第1实施方式的不同之处在于，如图5所示，在亲水层106a与酶层106b(试剂层)之间进一步设有含有不具有氧原子双键的亲水性高分子的中间层106d。其它构成与上述第1实施方式相同，所以其构成和动作的说明通过标记相同的符号而省略。

如果这样构成，则在亲水层106a与酶层106b之间设有含有不具有氧原子双键的亲水性高分子的中间层106d，利用中间层106d可进一步防止亲水层106a中含有的具有氧原子双键的亲水性高分子与介体层106c中含有的介体接触，因此能够进一步抑制介体层106c中含有的介体被亲水层106a的亲水性高分子还原。

＜第3实施方式＞

参照图6对本发明的第3实施方式涉及的生物传感器进行说明。图6是发明的第3实施方式涉及的生物传感器的腔部部分的横截面图。该实施方式与上述第2实施方式的不同之处在于，如图6所示，在中间层106d上层叠有含有酶和介体以及不具有氧原子双键的亲水性高分子的单层结构的试剂层106e。其它构成与上述第1实施方式相同，因此其构成和动作的说明通过标记相同的符号而省略。

如上所述，在该实施方式中，也能够起到与上述第1和第2实施方式相同的效果。

＜第4实施方式＞

参照图7对本发明的第4实施方式涉及的生物传感器进行说明。图7是发明的第4实施方式涉及的生物传感器的腔部部分的横截面图。该实施方式与上述第1实施方式的不同之处在于，如图7所示，在亲水层106a上层叠有含有酶和介体以及不具有氧原子双键的亲水性高分子的单层结构的试剂层106e。其它构成与上述第1实施方式相同，因此其构成和动作的说明通过标记相同的符号而省略。

如上所述，在该实施方式中，也能够起到与上述第1实施方式相同的效果。

应予说明，本发明并不限定于上述实施方式，在不脱离其主旨的范围内，除上述方式以外还可进行各种变更，例如，可以将试剂层形成为酶层106b、介体层106c、以及在酶层106b与介体层106c之间设置的含有不具有氧原子双键的亲水性高分子的中间层的3层结构。由此，可利用中间层防止酶层106b中含有的酶与介体层106c中含有的介体接触，因此能够有效防止在保存状态下酶和介体发生反应。

另外，通过组合多种不具有氧原子双键的亲水性高分子并适当混合于试剂层中，能够有效阻止血液试样中的血细胞的移动，或者能够减少酶层和介体层的扩散、混合而提高抑制介体还原的抑制效果。

另外，也可通过变更上述生物传感器100的反应层106中含有的酶和介体的组合而形成乙醇传感器、乳酸传感器等。

另外，在上述实施方式中，生物传感器100形成为具有工作电极101和对电极102的二极电极结构，但也可以通过进一步设置参比电极而将生物传感器100形成为三极电极结构。此时，在将对电极102接地并利用电压输出部对参比电极施加参比电位的状态下，对工作电极101施加以对电极102为基准的规定电位即可。

另外，在上述实施方式中，通过在工作电极101与对电极102之间施加规定电压，并通过监视在工作电极101与对电极102之间流通的电流来检测腔部103中的血液试样的供给，但也可以进一步设置用于检测腔部103中的试样的供给的检测用电极。此时，通过在对电极102与检测用电极之间施加规定电压，并通过监视在对电极102与检测用电极之间流通的电流来检测腔部103中的试样的供给即可。

另外，优选形成生物传感器100的电极层110、隔离层120和覆盖层130中的至少覆盖层130由透明的部件形成，以能够看到腔部103中的血液试样的供给。

产业上的可利用性

可将本发明广泛应用于具备如下部件的生物传感器：电极层，设有含有工作电极和对电极的电极系；隔离层，形成有用于形成腔部的狭缝且被层叠于电极层；覆盖层，形成与腔部连通的空气孔且被层叠于隔离层；以及反应层，被设置于工作电极和对电极。

符号说明

100    生物传感器

101    工作电极

102    对电极

103    腔部

104    狭缝

105    空气孔

106    反应层

106a   亲水层

106b   酶层

106c   介体层

106d   中间层

106e   试剂层

110   电极层

120   隔离层

130   覆盖层

Claims (6)

1.一种生物传感器，其特征在于，具备：

电极层，在绝缘性基板的一面设有含有工作电极和对电极的电极系，

隔离层，形成有狭缝且被层叠于所述电极层的所述一面，所述狭缝被配置于所述工作电极和所述对电极的前端侧，

腔部，由所述电极层和所述狭缝形成而供给试样，

覆盖层，形成与所述腔部连通的空气孔，被覆所述腔部且被层叠于所述隔离层，以及

反应层，被设置于在所述腔部露出的所述工作电极和所述对电极的前端侧；

其中，所述反应层具备：

亲水层，被设置于所述电极层上且含有具有氧原子双键的亲水性高分子；和

试剂层，被层叠于所述亲水层且含有与测定对象物质反应的酶和介体以及不具有氧原子双键的亲水性高分子。

2.根据权利要求1所述的生物传感器，其特征在于，所述反应层在所述亲水层与所述试剂层之间进一步具备中间层，该中间层含有所述不具有氧原子双键的亲水性高分子。

3.根据权利要求1或2所述的生物传感器，其特征在于，所述试剂层具备：

酶层，含有所述酶和所述不具有氧原子双键的亲水性高分子；和

介体层，含有所述介体和所述不具有氧原子双键的亲水性高分子。

4.根据权利要求3所述的生物传感器，其特征在于，所述介体层被层叠于所述酶层上。

5.根据权利要求1～4中任一项所述的生物传感器，其特征在于，所述不具有氧原子双键的亲水性高分子含有羟丙基甲基纤维素、羟丙基纤维素、甲基纤维素、羟乙基纤维素、羟乙基甲基纤维素、聚乙烯醇、聚乙二醇中的至少一种。

6.根据权利要求1～5中任一项所述的生物传感器，其特征在于，所述具有氧原子双键的亲水性高分子至少含有羧甲基纤维素。